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第二章

分子结构与性质

章末复习

【复习目标】

1．了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。

2．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。

3．能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。

4．了解化学键和分子间作用力的区别。

5．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

【复习重点】

1．共价键类型的判断及强弱比较。

2．共价键、范德华力和氢键对物质性质的影响。

3．杂化轨道类型的判断及利用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论对分子、离子立体构型的判断和解释。

【复习难点】

1．了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。

2．能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或离子的立体构型。

【复习过程】

知识点一

共价键

1．本质

原子之间形成__________。

2．特征

具有________性和________性。

3．分类

分类依据

形成共价键的原子轨道重叠方式

σ键

π键

极性键

非极性键

4.键参数

(1)键能

①键能：气态基态原子形成______化学键释放的最低能量。

②单位：_________，用EA－B表示，如H—H键能为436.0 kJ·mol1，N≡N的键能为946 kJ·mol1。

－－类型

电子云“头碰头”重叠

电子云“肩并肩”重叠

共用电子对发生偏移

共用电子对不发生偏移

形成共价键的电子对是否偏移

③应为气态基态原子：保证释放能量最低。

1

④键能为衡量共价键稳定性的参数：键能越大，即形成化学键时释放的能量越____，形成的化学键越________。

⑤结构相似的分子中，化学键键能越大，分子越稳定。

(2)键长

①键长：形成共价键的两个原子之间的________为键长。因成键时原子轨道发生重叠，键长小于成键原子的原子半径之和。

②键长是衡量共价键稳定性的另一个参数。

键长越短，键能越____，共价键越________。

(3)键角

①键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角。

②键角决定了分子的__________。

③多原子分子中共价键间形成键角，表明共价键具有______性。

④常见分子中的键角：CO2分子中的键角为__________，为________形分子；H2O分子中键角为105°，为______形(或____形)分子；CH4分子中键角为109°28′，为______________形分子。

5．等电子原理

原子总数、价电子总数均相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。这样的分子(或微粒)互称为________。

问题思考

1．怎样判断原子间所形成的化学键是离子键，还是共价键，是极性键还是非极性键？

2．所有的共价键都有方向性吗？

3．σ键和π键哪个活泼？

知识点二

分子的立体构型

1．价层电子对互斥模型的两种类型

价层电子对互斥模型说明的是________的空间构型，而分子的空间构型指的是____________的空间构型，不包括孤电子对。

(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型________；

(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型________。

2．杂化轨道理论

当原子成键时，原子的价轨道相互混杂，形成与原轨道数相等的能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的立体构型不同。

3．价层电子对互斥模型、杂化轨道理论与分子立体构型的关系

2

(1)杂化轨道理论

杂化类型

杂化轨道数目

杂化轨道间夹角

立体构型

实例

sp

BeCl2

sp2

BF3

sp3

CH4

(2)价层电子对互斥模型

电子对数

成键对数

孤电子对数

电子对空间构型

分子立体构型

实例

2 2 0 直线形

直线形

BeCl2

3 3 0 正三角形

BF三角形

3

2 1 V形

SnBr2

4 0 正四面体形

CH4

4 3 1 四面体形

三角锥形

NH3

2 2 V形

H2O 4.配位化合物

(1)配位键：成键原子一方提供孤对电子，另一方提供空轨道。

(2)配位化合物：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。

(3)组成：如对于[Ag(NH＋3)2]OH，中心离子为Ag，配体为NH3，配位数为2。

问题思考

4．CH4和H2O的杂化方式是否相同？怎样理解其分子立体结构的不同？

知识点三

分子的结构与性质

1．键的极性和分子极性

(1)极性键和非极性键

①极性键：_____________________________________________________________的共

价键。

②非极性键：___________________________________________________________的共价键。

(2)极性分子和非极性分子

①极性分子：正电中心和负电中心________的分子。

②非极性分子：正电中心和负电中心________的分子。

(3)影响因素

3

①______________越大，则范德华力越大。

②________越大，则范德华力越大。

(4)对物质性质的影响

范德华力主要影响物质的______性质，化学键主要影响物质的________性质。

3．氢键及其对物质性质的影响

(1)概念

氢键是一种____________________，它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中____________的原子之间的作用力。其表示方法为____________。

(2)特点

①大小：介于__________和________之间，约为化学键的____分之几，不属于化学键。

②存在：氢键不仅存在于__________，有时也存在于__________。

③氢键也和共价键一样具有________性和________性。

(3)对物质性质的影响

主要表现为使物质的熔、沸点________，对电离和溶解等产生影响。

4．溶解性

(1)“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于____________，极性溶质一般能溶于__________。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性________。

(2)“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇与水________，而戊醇在水中的溶解度明显________。

(3)如果溶质与水发生反应，将增加物质的溶解度，如____________等。

问题思考

5．由极性键形成的分子一定是极性分子吗？

6．氢键是化学键吗？怎样理解氢键的强、弱对分子熔、沸点的影响？

【拓展提升】

一、范德华力、氢键、共价键的比较

完成下列表格

范德华力

物质分子之间普遍存概念

在的一种相互作用力，又称分子间作用力

分类

分子内氢键、分子间氢键

极性共价键、非极性共价键

原子间通过共用电子对所形成的相互作用

氢键

共价键

4

双原子或多原子的分存在范围

子或共价化合物和某些离子化合物

特征(有、无方向性和饱和性) 强度比较

对于A—H…B，A、影响强度的因素

B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大

①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质

对物质

性质的

影响

②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点F2

［典例导悟1］已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第1个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们所形成化合物的分子式是XY4。试回答：

(1)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，则XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。

(2)该化合物的立体构型为________，中心原子的杂化类型为________，分子为

__________(填“极性分子”或“非极性分子”)。

(3)该化合物在常温下为液体，该化合物中分子间作用力是________。

(4)该化合物的沸点与SiCl4

比较，________(填化学式)的高，原因是___________。

二、等电子原理及应用

1．常见的等电子体汇总(完成下表) 微粒

CO2、CNS、NO2、N3

CO23、NO3、SO3

－－－＋－

分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3

通式

AX2

AX3

AX2

AX4

价电子总数

立体构型

V形

5 SO2、O3、NO2

3SO24、PO4

－－－

2PO33、SO3、ClO3

－－－AX3

AX AX4

三角锥形

直线形

CO、N2

CH4、NH4

2.应用

＋根据已知的一些分子结构推测另一些与它等电子的微粒的立体结构，并推测其物理性质。

(1)(BN)x与(C2)x，N2O与CO2等也是等电子体；

(2)硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝(AlP)和砷化镓(GaAs)也是很好的半导体材料；

(3)白锡(β­Sn2)与锑化铟是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体；

23(4)SiCl4、SiO44、SO4的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp杂化，－－都形成正四面体形立体构型。

特别提醒

等电子体结构相同，物理性质相近，但化学性质不同。

典例导悟2

1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。

(1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：________和______；________和________。

(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2互为等电子体的分子有：________、________。

－

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